Question

12．某化學(xué)興趣小組同學(xué)以TiO₂和CCl₄為原料在實驗室制取液態(tài)TiCl₄，裝置如圖所示．
有關(guān)信息如下：
①反應(yīng)原理：TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g）
②反應(yīng)條件：無水無氧且加熱
③有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如表：

物質(zhì)	溶點/℃	沸點/℃	其他
CCl4	-23	76	與TiCl4互溶
TiCl4	-25	136	遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧

請回答下列問題：
（1）B中盛有CCl₄的儀器名稱是錐形瓶，儀器A裝的試劑不可能是（填序號）b．
a．堿石灰       b．無水硫酸銅       c．氧化鈣        d．燒堿
（2）實驗開始前的操作包括：①組裝儀器，②檢查裝置氣密性，③加裝藥品，④通一會兒氮氣，⑤最后點燃酒精燈．第④步的目的是排除裝置中的空氣，保證反應(yīng)在無水、無氧環(huán)境下進行．
（3）裝置E中的試劑是濃硫酸；E裝置不能（填“能”或“不能”）換成A裝置，理由是A裝置可以吸收水，但不能不能吸收空氣中的氧氣，不能保證反應(yīng)在無氧環(huán)境下進，故E裝置不能換成A裝置．
（4）欲分離D中的液態(tài)混合物，所采用操作的名稱是蒸餾．
（5）TiCl₄還可由TiO₂和焦炭、氯氣在加熱下反應(yīng)制得，同時有氣體生成，請設(shè)計實驗方案探究氣體的成分．此氣體可能是CO或CO₂或CO與CO₂的混合氣體，將氣體先通過澄清石灰水，干燥后再通入到灼熱的裝有CuO的玻璃管中，若不變渾濁則為CO，若渾濁但沒有紅色固體產(chǎn)生，則為CO₂，若渾濁且有紅色固體產(chǎn)生，則為CO與CO₂的混合氣體．

Answer 1

分析 通過氮氣將裝置中空氣排出，防止TiCl₄被氧化，A為干燥管，干燥氮氣，防止生成的TiCl₄遇潮濕的氣體產(chǎn)生白霧；B裝置加熱使四氯化碳揮發(fā)，C中裝置在加熱條件下，發(fā)生反應(yīng)TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g），CCl₄、TiCl₄熔點較低，D裝置使這兩種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，二者能互溶，應(yīng)該采用蒸餾方法分離，E裝置連接空氣，應(yīng)該盛放濃硫酸，干燥空氣，
（1）B中盛有CCl₄的儀器名稱是錐形瓶；無水硫酸銅吸水效率太低，一般不用作干燥劑；
（2）反應(yīng)得到氣體TiCl₄與二氧化碳，裝置氣密性要好，在加裝藥品之前應(yīng)檢驗裝置的氣密性，之后要先通一會兒氮氣，排除裝置中的空氣，再點燃酒精燈；
（3）由于TiCl₄遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧，發(fā)生水解反應(yīng)，且反應(yīng)在無氧條件下進行，故E裝置作用是防止空氣中水蒸氣、氧氣進入；A裝置不能吸收空氣中的氧氣；
（4）互溶的溶液采用蒸餾方法分離；
（5）氣體可能是CO或CO₂或CO與CO₂的混合氣體，利用CO的還原性檢驗CO，利用二氧化碳和澄清石灰水反應(yīng)檢驗二氧化碳．

解答 解：通過氮氣將裝置中空氣排出，防止TiCl₄被氧化，A為干燥管，干燥氮氣，防止生成的TiCl₄遇潮濕的氣體產(chǎn)生白霧；B裝置加熱使四氯化碳揮發(fā)，C中裝置在加熱條件下，發(fā)生反應(yīng)TiO₂（s）+CCl₄（g）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiCl₄（g）+CO₂（g），CCl₄、TiCl₄熔點較低，D裝置使這兩種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，二者能互溶，應(yīng)該采用蒸餾方法分離，E裝置連接空氣，應(yīng)該盛放濃硫酸，干燥空氣，
（1）B中盛有CCl₄的儀器名稱是錐形瓶；無水硫酸銅吸水效率太低，一般不用作干燥劑，其它物質(zhì)能作干燥劑，
故答案為：錐形瓶；b；
（2）反應(yīng)得到氣體TiCl₄與二氧化碳，裝置氣密性要好，在加裝藥品之前應(yīng)檢驗裝置的氣密性，之后要先通一會兒氮氣，排除裝置中的空氣，再點燃酒精燈；
第④步的目的是排除裝置中的空氣，保證反應(yīng)在無水、無氧環(huán)境下進行；
故答案為：檢查裝置的氣密性；通一會兒氮氣；排除裝置中的空氣，保證反應(yīng)在無水、無氧環(huán)境下進行；
（3）由于TiCl₄遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧，發(fā)生水解反應(yīng)，且反應(yīng)在無氧條件下進行，故E裝置作用是防止空氣中水蒸氣、氧氣進入；A裝置可以吸收水，但不能不能吸收空氣中的氧氣，不能保證反應(yīng)在無氧環(huán)境下進，故E裝置不能換成A裝置；
故答案為：濃硫酸；不能；A裝置可以吸收水，但不能不能吸收空氣中的氧氣，不能保證反應(yīng)在無氧環(huán)境下進，故E裝置不能換成A裝置；
（4）互溶的溶液采用蒸餾方法分離，四氯化碳和四氯化鈦互溶，應(yīng)該采用蒸餾方法分離，故答案為：蒸餾；
（5）氣體可能是CO或CO₂或CO與CO₂的混合氣體，利用CO的還原性檢驗CO，利用二氧化碳和澄清石灰水反應(yīng)檢驗二氧化碳，其檢驗方法為：此氣體可能是CO或CO₂或CO與CO₂的混合氣體，將氣體先通過澄清石灰水，干燥后再通入到灼熱的裝有CuO的玻璃管中，若不變渾濁則為CO，若渾濁但沒有紅色固體產(chǎn)生，則為CO₂，若渾濁且有紅色固體產(chǎn)生，則為CO與CO₂的混合氣體，
故答案為：此氣體可能是CO或CO₂或CO與CO₂的混合氣體，將氣體先通過澄清石灰水，干燥后再通入到灼熱的裝有CuO的玻璃管中，若不變渾濁則為CO，若渾濁但沒有紅色固體產(chǎn)生，則為CO₂，若渾濁且有紅色固體產(chǎn)生，則為CO與CO₂的混合氣體．

點評 本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點，明確實驗原理、物質(zhì)性質(zhì)、實驗基本操作方法等知識點是解本題關(guān)鍵，同時考查學(xué)生獲取信息利用信息解答問題能力，難點是（5）題實驗設(shè)計．